用以從單個紡絲板紡出多股彩色長絲的多種組分噴絲組件的制作方法

專利名稱：用以從單個紡絲板紡出多股彩色長絲的多種組分噴絲組件的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及成纖聚合物的熔體擠出加工，特別是涉及以形成多組分紗線的熔體擠出加工。
用以擠出組分纖維的噴絲組件是公知的。這種噴絲組件一般有兩種類型一種是用以紡出多組分長絲紗線(即在一根長絲中有一種以上的組分)；另一種是用以紡出混合長絲(即在一條紗線中有一種以上的長絲)。在本申請中，術語“多組分紗線”意指上述這兩種類型的紗線和這兩種紗線的組合。術語“有效后孔”表示用以有效地擠出長絲的噴絲板噴絲孔的后孔。
用以紡出混合長絲紗線的噴絲組件的典型是鄧肯等人發明的美國專利U.S 3457341，該專利公開了經過同一噴絲板上的兩種不同尺寸的噴絲孔來擠壓兩種不同的聚合物組分而紡出的混合長絲紗線，這樣，用以在所確定的操作性能范圍內控制各聚合物的不同的紡絲特性。
用以紡出多組分長絲的噴絲組件的典型是納恩寧的美國專利U.S730662，該專利公開了一種通過將彼此分開的聚合物液流，分布到每個噴絲板后孔而紡出并列型長絲或紡出皮芯型長絲的噴絲組件，每一束液流進入每個有效后孔。
公知的噴絲板是通過一個分配板的簡單旋轉而紡出多組分長絲和“普通”(單組分)長絲的。這種裝置公開在頒給鐮地等人的美國專利U.S 3584339中。
還有一公知裝置，用以從彼此分開的聚合物液流紡制成異形截面的多組分纖維。這種裝置公開在PCT申請NO.WO89/02938中。在該裝置中，彼此分開的聚合物液流，按預定方式流向每一噴絲板噴絲孔的后孔處。
所有已設計出的這些公知噴絲組件，均是用以紡出一種或兩種預定的和固定的多組分長絲或混合長絲。特別有價值是這樣一種噴絲組件，它將多束彼此分開的聚合物液流送到噴絲板后孔附近，并允許在后孔處對聚合物液流進行各種不同的選擇，該聚合物液流從噴絲板噴絲孔流出。
如此一種噴絲組件在制備于紡出的混合長絲紗線中具均布的組分尤其非常有用。頒予利斯的美國專利U.S 3681910提出一種具有高的長絲混合度的兩種不同類型的復合紗線。此外，在由二種以上不同種類高程度混合(或分配)的長絲組成的紗線，在本技術領域還是未知的。
還有一種有用的紗線，即在這種紗線中，高程度的長絲混合出現在該紗線的一個區域中，在紗線的其它區域的組分中集中一種或多種長絲類型。這種混合與非混合區域的安排，使紡出的混色紗線具有色彩鮮艷的高光效應，這種紗線也是未知的。
為滿足上述要求，本發明第一個實施例提供一種用以紡出多組分紗線的噴絲組件，該噴絲組件包括用以接收三束或更多束彼此分開的熔融聚合物液流的接收裝置；一個具有至少一個后孔的噴絲板，而每一個后孔和一個纖維擠出噴絲孔液體連通，該至少一個后孔中的至少一個為與該接受裝置液體連通的有效后孔；一個位于該噴絲板上游與該接收裝置液體連通的分配器件，該分配器件具有多個用來向噴絲板分配該彼此分開的熔融聚合物液流的分配裝置，其中，每一束彼此分開的熔融聚合物液流可到達每一個已有的后孔；一個位于該噴絲板和該分配器件之間的選擇組合件，該選擇組合件具有用以選擇彼此分開的熔融聚合物液流中的哪一個液流流入哪一個有效后孔中的選擇裝置。
本發明的另一實施例涉及一種多組分的噴紡工藝，該工藝包括下列步驟(a)將三種或更多種的不同顏色的彼此分開的熔融聚合物組分送到帶噴絲板的噴絲組件中，該噴絲板具有噴出長絲的擠出噴絲孔，每個擠出噴絲孔具有一個用以接收熔融聚合物的后孔；(b)分配每一種彼此分開的組分，使每一組分作為一種特殊的組分而可進入每個有效的噴絲板后孔中；(c)經過一個具有多個通孔的板，選擇性地防止除一種組分外的所有組分進入一個后孔；(d)擠出多組長絲。
本發明再一個實施例是涉及一種混合長絲的紗線，這種紗線具有高度顏色均勻的外觀，其特征是至少三種不同顏色的長絲各自基本完全均勻地分散該紗線中。
本發明再一個實施例是一種具有兩個或多個不同色區的混合長絲的多組分紗線。
本發明的目的是提供一種改進的噴絲組件的設計。
本發明另一目的是提供一種改進的用于熔融多組分長絲或熔紡混合長絲紗線的工藝方法。
本發明再一目的是提供一種改進的混合長絲紗線。
閱讀以下描述后，本發明的目的及其優點，對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，是顯而易見的。
為幫助理解本發明最本質的東西，下文采用特定的術語和特殊實施例對本發明進行描述，但應懂得，這些特定術語和實施例并不是對本發明范圍的限定，那些可供替換的實施例和進一步改型，以及那些對本發明原則的進一步的申請，隨著下文中的描述，是易于被本發明所屬技術領域的普通技術人員想到的。
下文對附圖描述，除非另外注明，術語“豎直”和“水平”，均指的是在紙面上的附圖的取向，而不是指裝置在三維空間中的取向。
總之，本發明涉及一種用以將彼此分開的聚合物液流按規定路線送到噴絲板的每一個后孔使得每束聚合物液流可進入每個后孔中的裝置和方法。在該后孔處，被允許進入后孔的液流經多方程序進行控制的。本發明這一原理應用于至少二束，最好是四束，也可以是更多束的不同的聚合物液流。
每一組分可進入每一后孔中，其結果是使本發明有經濟上和工藝上優點。通過簡單地更換噴絲組件中的一塊單板，即可很容易進行產品的變化，因此，本發明在經濟上有其優越之處。由于本發明具有靈活性，因此，可減少另部件的總量，故，工藝上得以簡化。
本發明第一個實施例是一個用以紡出多組分絲線的噴絲組件，在該噴絲組件中，至少二束，最好是四束，也可以是更多的不同的聚合物液流被彼此分開地送入噴絲板噴絲孔的后孔，以便在每一后孔處形成進給液流的孔群。然后，從每一個孔群中選擇若干部分用以進行擠壓成形。這一實施例是基于一種“貯池并向下流”的分配法。各路進給液流形成各貯池，這些貯池再分成很多條該聚合物的液流，然后向下順流，彼此與其它類型的聚合物分開，然后可在噴絲板后孔取得。


圖1-9示意性地示出本發明的第一實施例中的噴絲組件，這一實施例相對來說是比較簡單的，將其作為第一例子進行說明，有助于理解本發明。
圖1是一個剖面示意圖，它表示聚合物流過噴絲組件10的情況。為說明本發明，圖中表示四種不同顏色的四種聚合物的供給情況。每種顏色被供給到過濾板12處。圖中所表示的顏色，B為藍色，Y為黃色，G為綠色和R為紅色。每種顏色從過濾板12到噴絲板32彼此保持成分開的狀態。
紅色聚合物R從過濾板12流到貯池板14，在貯池板14上該聚合物成為貯池13用以制造大量的較細的紅色聚合物液流。圖中表示十三束紅色液流15。貯池13不與其它的聚合物供給流束相交，其它聚合物供給全部通過貯池板18。在貯池板18上，綠色聚合物G形成貯池19，用以形成十二束較細的綠色聚合物液流20。每一紅色聚合物液流R完整地從貯池板18穿過，紅色液流R和綠色液流G和供給的藍色液流通過貯池板22，而所供給的黃色液流Y則流向貯池板22，在貯池板22上，黃色洋流Y形成貯池23，并形成八束較細的黃色聚合物液流24。所有液流在此板處保持彼此分開狀態，并不混合地流向貯池板26。在貯池板26上，最后供給的藍色聚合物液流B形成貯池27，并形成十束較細的藍色聚合物液流。現在每一束所供給的液流均到達噴絲板32的每一個后孔處。從圖2-8中更易理解每一束液流到達噴板32所采取的方式，圖2-8表示噴絲組件10的各組成部件的平面圖。
程序板30則只允許預先選出的聚合物液流流過而流向噴絲板32。按此種方式，以預先選定的數量和排列將纖維34擠壓成紗線。如圖所示，所制備的混合長絲紗線具有六根綠色長絲，五根黃色長絲，十根紅色長絲和五根藍色長絲。
圖2-9是本發明第一實施例中的噴絲組件的各部件的第一種替換構形的俯視圖。該噴絲組件包括一系列的疊放的板塊，每塊板具有專門特定的作用，即有四種最基本的作用一過濾，貯池，程序控制和擠壓。圖中所示的這些板中，圖3是最上面的一塊板(或稱為第一塊板)，圖9是最下層的一塊板(或稱為最后一塊板)。
圖2示出將進入圖3所示的過濾板12上的束狀的紅、綠、黃、蘭色聚合物。
圖3是過濾板12的俯視圖，它表示各色聚合物液流R、G、Y和B的方位。
圖4是貯池板14的俯視圖，示出了紅色聚合物貯池13。該貯池13通過將紅色聚合物從過濾板12送入一個由突起的邊緣35限定的池中而形成的。所有貯池板均由突起邊緣所限定的池子而形成。用于綠、黃、藍聚合物的出口分別標號36、37和38所示。孔40將紅色聚合物分成多束彼此分開的紅色聚合物液流。
圖5是貯池板19的俯視圖；圖中所示為綠色聚合物貯池19，用于黃、藍色聚合物的出口分別用標號37a和38a表示。出口37a和38a分別與貯池板14上的出口37和38相通，以便黃色聚合物和藍色聚合物完整地向下流過貯池板18，孔40a與貯料板14上的孔40密封地連通，以便紅色聚合物完整地作為多束紅色聚合物液流從其中通過。孔42將綠色聚合物分成許多彼此獨立的綠色聚合物液流。
圖6為貯池板22的俯視圖，該圖示出黃色聚合物貯池23。孔44形成多束黃色聚合物液流。出口38b與出口38a相通，以便讓所供給的藍色聚合物液流B完整地從這塊板中穿過。孔40b與貯池板18上的孔40a密封地連通，以便紅色聚合物液流R完整從其中通過。孔42a與貯池板18上的孔42密封地連通，以便綠色聚合物液流G完整地從中通過。
圖7表示貯池板26，它從出口38b接收藍色聚合物并形成藍色聚合物貯池27。孔46形成多束藍色聚合物液流。孔40c使紅色聚合物作為多束彼此分開紅色聚合物液流而從其中流過；孔42b使綠色聚合物作為多束彼此分開綠色聚合物液流而從其中通過；孔40a使黃色聚合物作為多束黃色聚合物液流而從其中流過。在板26上，孔46、44a、42b和40c構成四個孔的孔群50，孔群50用虛線表示。每一孔群50具有一個相應于每一種供給到噴絲組件上的分開的聚合物組分的孔。對于每一個有效的擠出噴絲孔至少有一個孔群50。孔群50的作用是使所供給的每一種聚合物到達每一個噴絲板后孔。
圖8是程序板30的俯視圖。程序板30僅使預選的聚合物液流從每一個孔群流向噴絲板32(該噴絲板32俯視圖在圖9中表示)，從而制造混合長絲紗線。程序孔51只與孔群50中的一個孔的聚合物液流密封地對準。因此，只有單獨一個孔的聚合物液流進入后孔。人們可易于認識到，通過對每一孔群提供一個以上的程序孔，就可使一束以上聚合物液流進入后孔。用另一塊具有不同的孔的排列形式的程序板來替換程序板30，便可改變供擠壓所選擇的顏色。另外，程序板30還可用作計量板。
圖9是噴絲板32的俯視圖，其上表示后孔52和擠壓噴絲孔53。任何公知的噴絲板均可使用。
圖10-16示出本發明噴絲組件第二個實施例中的第一種替換構形。這種構形是按直線型原則進行操作的。在這些圖中示出的噴絲組件被設計成用來紡出四組三葉形纖維。如下文進一步討論的那樣，通過簡單地更換程序板，可紡出其他形狀的纖維。這些圖中所表示的板，在組裝時是密封地疊起的，這便可組成本發明噴絲組件。大多數板是以俯視圖表示的，以下先從組件第一塊板開始討論，一直到討論最后一塊板一即噴絲板為止。
圖10示出過濾板110，它用以接收四種不同的聚合物組分，使它們進入水平過濾凹槽111、112、113和114。在每一水平過濾凹槽中分別有多個過濾孔116、117、118和119，它們呈水平方向地分配導入過濾凹槽中的聚合物(分別為藍色B，黃色Y，線色R，綠色G)的流動。還有校準孔，校準孔用以將每一板與鄰接板對準。例如，過濾板110上的校準孔115a和115b與第一分配板120(圖11)上的校準孔125a和125b對準。
圖11是第一分配板120上表面的俯視圖，第一分配板120是該組件中的第二塊板。該上表面與過濾板110(圖10)的下表面(未示出)密封地接觸。與所供給的彼此分開的聚合物相對應的通孔形成橫列，橫列中的這些孔是交錯排列的，因此，每一豎行中只有一個孔。過濾凹槽111中的藍色聚合物B從過濾孔116流入孔121。過濾凹槽112中的黃色聚合物Y，從過濾孔117流入孔122中。過濾凹槽113中聚合物從過濾孔118流入孔123中。過濾凹槽114中聚合物從過濾孔119流入孔124中。
圖12是第二分配板130的俯視圖，第二分配板130是該組件中的第三塊板。第二分配板130上具有12個豎立的分配凹槽，它們用以接收從上一分配板120流下的作為分開的聚合物液流。在圖示的實施例中，來自孔121中的藍色聚合物B接收在豎立的分配凹槽131中。如圖所示，設置三個用以接收藍色聚合物的豎立的分配凹槽131。每一凹槽131上設置有通孔132，用以進一步向下分配藍色聚合物B。豎立的分配凹槽133接收來自上一分配板120的通孔122中的黃色聚合物Y。設置三個用以接收黃色聚合物的豎立的分配凹槽133。在豎立的分配凹槽133中，通孔134用以進一步向下分配黃色聚合物Y。豎立的分配凹槽135接收來自上一分配板120通孔123中的紅色聚合物R。三個豎立的分配凹槽135，包括有接收紅色聚合物用的通孔136。最后，豎立的分配凹槽137從上一分配板120通孔124中接收綠色聚合物G。三個豎立分配凹槽137設有通孔138，它們將綠色聚合物向下分配到剩余的分配板上。
圖13是分配板130的仰視圖，示出二十個水平分配凹槽，表示每種顏色聚合物占據五個橫列。由于板130底面與下一塊相鄰板頂面密封地接觸，故，這些水平分配凹槽構成由下一塊相鄰板圍成的閉合流道。聚合物只可在設有下游孔的地方流動，這適用于本發明所有疊放組裝的板塊。藍色聚合物B從通孔132(圖12)流入水平分配凹槽141中。黃色聚合物Y從通孔134(圖12)流入水平分配凹槽142中。水平分配凹槽143接收來自通孔136(圖12)的紅色聚合物。最后，來自通孔138(圖12)中綠色聚合物被接納到水平凹槽144中。
圖14為計量板150的俯視圖，示出用點線環繞的一個典型孔群151。如圖所示，該孔群151包括一個用作每一種彩色聚合物的計量孔。計量孔152計量來自分配板130上水平分配凹槽141(圖13)中藍色聚合物。計量孔153計量來自分配板130上水平分配凹槽142(圖13)中黃色聚合物。計量孔154計量來自分配板130上水平分配凹槽143(圖13)中紅色聚合物。計量孔155計量來自分配板130上水平分配凹槽144(圖13)中綠色聚合物。因此，每一種顏色均可在每一噴絲板后孔的取得。
圖15是程序板160的俯視圖，示出長孔和程序孔群161。圖15A表示一個典型的孔群161的放大圖。人們很容易認識到，程序板160上的圖案，它可具有各種各樣其他的排列形式，以便通過每一種計量孔孔群151對一種或多種顏色(即各自獨立的聚合物液流)提供通往噴絲板的通路或關閉該通路。通過簡單的更換程序板160，即可從該噴絲組件中有選擇地擠壓出各種不同的多組分紗線。
圖15和圖15A只是示范性地列舉一塊程序板的例子，該圖示出一個用于每種顏色的程序孔，使每種顏色聚合物進入噴絲板的后孔中。任何一個孔群中的各程序孔與相同的噴絲板后孔相通。長孔162從計量孔152中接收藍色聚合物，并將該藍色聚合物直接送至程序孔163中，該孔163使聚合物流向噴絲板(圖16)的后孔。與此相類似，長孔164從計量孔153中接收黃色聚合物，并將該黃色聚合物直接送至程序孔165，該孔165使聚合物流向噴絲板的后孔。同樣，長孔166從計量孔154中接收紅色聚合物，并將該紅色聚合物直接送至程序孔167，該孔167使聚合物流向噴絲板的后孔。最后，長孔168從計量孔155中接收綠色聚合物，并將該綠色聚合物送至程序孔169，該程序孔169使聚合物流向噴絲板的后孔。
圖16示出組件中最后的一塊板，它與板160底面(未表示)密封地鄰接。圖16是噴絲板170的俯視圖，示出噴絲板噴絲孔的后孔171。該后孔與圖15中的孔群161相對應，在圖中用虛線172圍包。在圖10-16表示的設計圖案中，每種顏色將進入一個后孔，這就形成四色(或稱四組分)多組分長絲。噴絲板的噴絲孔可以是任何一種公知的圖案(形狀)或者是該領域中研制的圖案形狀。
圖17-19示出如圖10-16所示的噴絲組件的另一種可選用的構形。更具體地說，圖17-19表示三塊板，它們可分別取代圖14和圖15中的板150和板160。使用圖17-19中這些板，將得到一種混合長絲紗線。盡管也可得到多組分長絲。為便于理解，對這三塊板分別標以標號150a、160a和160b，以強調它們與板150和160的對應關系。
圖17是計量板150a的俯視圖。計量板150a上有用虛線環繞的孔群171。這些孔群分別由四個計量孔172、173、174和175組成，這些計量孔分別對準以計量來自水平的分配凹槽141、142、143和144的聚合物，也就是分別計量對應的藍色聚合物，黃色聚合物，紅色聚合物和綠色聚合物。
圖18是程序板160a的俯視圖。它有程序孔，每個程序孔用于每個孔群171(圖17)。因此，當一種顏色聚合物到達程序板160a時，每個孔群171中只有一個程序孔，這樣，使其它三個計量孔在程序板160a上表面上成為盲孔。舉例說，孔群171對應于程序孔181，因此，只允許黃色聚合物通過。
圖19是毛細管板160b的俯視圖。毛細管板160b包括毛細管孔191，一個毛細管孔191對應于一個孔群171。所設計的毛細管孔191用以接收來自程序板181上的聚合物液流，無關于程序板選擇的為何種顏色的聚合物。鎖眼形狀的毛細管孔191有二翼192a、192b和中心孔193，這樣的毛細管孔191具有這一功能。毛細管孔191的二翼中一翼192a，將接收藍色或黃色聚合物液流，并將該液流送往毛細管孔193中，翼192b用于接收紅色聚合物液流或綠色聚合物液流。
圖17-19中這些板，使人們只需簡單更換這些板，就可從單一的一塊噴絲板中靈活多變的紡出各種顏色(或稱組分)紗線。只要簡單的更換程序板160a，便可快速而容易地改變單色長絲的數目。另外，圖17-19中所示的這些板還可比圖14和15中所示的板在液體動態特性方面提供某種改善。
正如已指出的那樣，靈活性(多用途)是本發明的一個優點。對于試制及批量生產中進行的顏色搭配，顏色混合和顏色效應(如混色紗線)而言，靈活多變是重要的。本發明還可與現有生產線一起使用，現有生產線是在生產基礎上定期地準備的。這樣，便可從同樣聚合物供應液流中得不同的產品，其不同點，僅僅在于紗線中各色長絲所占的比例不同。舉例來說，一種有一百一十二根長絲產品，其中有五十六根紅絲和五十六根綠絲，可用在先使用的進給液流將其紡成另一種有一百一十二根長絲的產品，其中有二十八根紅絲，二十八根黃絲和五十六根綠絲。
圖20-31示出本發明噴絲組件第二實施例中第三種替換構形。該噴絲組件用以生產一種由一百一十二根長絲組成的紗線，其中，第一和第二種顏色各占十四根，第三種顏色占二十八根，第四種顏色占五十六根。因此，各種顏色的聚合物將以它們出現在最終產品中的適當的比例送到噴絲組件中。圖20-29表示噴絲組件用于生產這樣一種產品，即在該產品中不同顏色的纖維是集中在一起的。圖30中的板可取代圖27中的板，以生產這樣一種產品，即在該產品中，不同顏色的纖維是分散的(不集中)。圖31中的單板可取代圖28的板，以生產一種同樣的產品(顏色分配不集中)，而這種產品具有良好的液體動力學特性。
圖20是噴絲組件總成200的縱向剖面圖。噴絲組件總成200包括噴絲組件外殼221、過濾板222、第一分配板223、第二分配板224、第三分配板225、第四分配板226、程序板227、計量板228和噴絲板229。該噴絲組件總成是用螺釘230裝配固定的。襯墊231在殼體221和過濾板222之間起密封作用。
圖21是噴絲組件外殼221的仰視圖，示出聚合物供應腔240、242、244和245，每個供應腔上分別有供應液流的入口246、247、248和249，這些入口分別供藍、黃、紅、綠色的聚合物之用。
圖22是過濾板222的俯視圖。過濾板222上表面與噴絲組件外殼221(見圖21)的底面密封地相鄰接。圖22示出與圖21中的每種聚合物物料相對應的過濾小孔。
圖23是第一分配板223的俯視圖，示出豎立的凹槽250。在每一豎立凹槽250中有通孔或長孔251。豎立凹槽250從位于其正上方的過濾小孔中接收綠色聚合物G。凹槽252從位于其正上方的過濾小孔中接收紅色聚合物R。豎立凹槽254從位于其正上方過濾小孔中接收黃色聚合物Y。豎立凹槽256從位于其正上方過濾小孔中，接收藍色聚合物B。每一組豎立凹槽250、252、254和256上分別設有通孔251、253、255和257，這些通孔與水平通道(見圖24)對準，并將聚合物分配到下方的板上。
圖24為第二分配板224的俯視圖。在此板上，水平通道接收來自第一分配板223的聚合物，并將此聚合物液流分為四束較細的液流，如圖所示。水平通道260接收來自通孔251的綠色聚合物。水平通道261接收來自通孔253的紅色聚合物。水平通道262接收來自通孔255的黃色聚合物。水平通道263接收來自通孔257的藍色聚合物。每一通道上有四個通孔，用來把所供給的聚合物分成四束彼此分開的液流。如由圖中通孔的交錯排列所示，這些液流便以交錯的方式流向下一塊分配板上。水平通道260上設有通孔264，水平通道261上設有通孔265，這些通孔265相對于通孔264來說，是水平向右偏移的。通道262上設有通孔266，通孔266相對于通孔265來說，是向右偏移的。水平通道263上設有通孔267，通孔26相對于通孔266也是向右偏移的。
圖24中通孔的交錯排列或偏移布局，其目的從圖25中是顯而易見的。圖25是第三分配板225的俯視圖。第三分配板225上設有十六個豎立的通道，這十六個通道與第二分配板224上的十六個通孔相對應。第三分配板225上的豎立通道交替的接收來自分配板224上的聚合物。豎立通道268接收通孔264中綠色聚合物流體，豎立通道269接收通孔265中紅色聚合物，豎立通道270接收通孔266中黃色聚合物，豎立通道271接收通孔267中藍色聚合物。每一豎立通道上，設有三個通孔，用來進一步分開聚合物液體。
圖26為示出下一塊板—即第四分配板226的俯視圖。第四分配板226上設有用來按收第三分配板225上的聚合物流體的水平凹槽。如圖所示，水平凹槽275接收豎立通道269中紅色聚合物，水平凹槽276接收豎立通道271中藍色聚合物，水平凹槽277接收豎立通道268中綠色聚合物，水平凹槽278接收豎立通道270中黃色聚合物。每—水平凹槽上設有通孔279，用來把大量的聚合物液流送出到下一塊板上。下一塊板是程序板227，圖27為該程序板227的俯視圖。程序板227選擇那些將要流過計量板228(見圖28)的聚合物的顏色。程序板227上設有與預先選定的從計量板上通過的聚合物流體相對應的通孔。如圖所示，程序孔280允許水平凹槽276中藍色聚合物流向計量板，程序孔281允許水平凹槽278中黃色聚合物流向計量板，程序板282允許水平凹槽275中紅色聚合物流向計量板，程序板283允許水平凹槽227中綠色聚合物流向計量板。當分配板226使每一種顏色聚合物到達噴絲板(圖29中表示)的后孔附近時，程序板227選擇那些是流經計量板并到達用來把聚合物擠壓成纖維的噴絲板的后孔的聚合物流束。為此，人們可想出各種各樣程序板的構形。舉例來說，假如沿著程序板的整個表面均設有通孔，并且，這些通孔與計量板226上水平橫列凹槽相對應，那么，每種聚合物將會送到每個后孔中。
圖28為計量板228的俯視圖。采用計量板228有助于使本發明的噴絲組件具有多用性。計量板228上設有一種鎖眼構形的孔285，該孔285與每個噴絲板后孔或有效擠出噴絲孔相對應。鎖眼構形孔285用來接收四種分開的聚合物中的任何一種，或所有的四種聚合物。每一鎖眼構形孔285包括計量孔286和二翼287a，287b，這二翼是鎖眼構形孔二側上的長條形部分，二翼長度足以與被分配板226送至程序板227上的四種聚合物中所有聚合物對準。
圖29是噴絲板的俯視圖。該板可以是任何公知的或改進的噴絲板，但本發明中對所使用的噴絲板類型是沒有作限制的。圖中示出噴絲板的后孔288。
圖30和圖31示出在本發明第二實施例的第三種替換件中所使用的另一種程序板和計量板。圖30是程序板227a的俯視圖，該程序板227a可取代程序板227，以便在最終的紗線中得到一種更為分散(不集中)的四色聚合物的排列結構。
圖31是計量板291的俯視圖。該板291可取代計量板228(圖28)。計量板291適用于大批量生產的產品，在此情況下，不必具有多用性能。另外，計量板291具有改進的流體動力學特性。每種顏色聚合物，均可到達程序板227a的上表面，而只有特定聚合物流束才能從該板穿過。每一計量孔293上的二翼292的長度，恰好足以接收那些穿過程序板227a而被送進的聚合物。
本發明包括一種用以從單紡絲板紡出多組分長絲的工藝方法，該方法包括將彼此分開的熔融聚合物送入一具有噴絲板的噴絲組件中，該噴絲板上有許多擠壓長絲用的擠出噴絲孔。典型的擠出噴絲孔有一個用以接收熔融聚合物的后孔；分配每種彼此分開的聚合物組分，使每種組分作為一種種類不同的組分可在每個噴絲板后孔取得。適用于實現本發明這一工藝方法的噴絲組件，于上文中已敘述。
本發明另一方面是一種至少包含三種不同顏色的長絲的混合長絲紗線，通過使用本發明的工藝方法，可使長絲在紗線中均勻排列，這種均勻排列在以前是從不可能做到的，從而，當制成地毯時，該地毯僅呈現出一種顏色的外觀。這是通過在橫跨噴絲板表面的預選出的均勻分配的聚合物中共紡各聚合物而成的。下文的例子中說明本發明的混合長絲紗線的獨特性。所給出的例子僅僅為了舉例說明，而不是在任何方面用作限制本發明。
噴絲組件的又一實施例涉及該分配裝置，它包括對于每一組分至少有一個貯池板，每一貯池板上至少有一個相對于至少每一個有效的噴絲板后孔的通孔。
噴絲組件的再一實施例涉及該分配裝置，它包括一系列有凹槽的分配板，凹槽中帶有通孔，該凹槽用以接收彼此分開的熔融聚合物液流，并使彼此分開的熔融聚合物液流流向下面一塊板。
噴絲組件的再一實施例涉及該選擇裝置，該選擇裝置有一個相對于每個有效的噴絲板后孔的單一的選擇孔，該選擇孔與一個并且只能是一個通孔對準。
噴絲組件的再一實施例涉及該選擇裝置，該選擇裝置有至少二個對應于每一個有效噴絲板后孔的選擇孔，對每一后孔而言，與之對應的該選擇孔對準彼此互不相同的聚合物液流。
噴絲組件的再一實施例涉及該選擇裝置，該選擇裝置包括一個具有選擇孔的選擇板和一個鎖眼形孔板，該鎖眼形孔板上有一個相對于每一個有效噴絲板的后孔的鎖眼形噴絲孔，該鎖眼形噴絲孔上有一個通孔和至少一個與該通孔相連通的溝槽。
噴絲組件的再一實施例涉及鎖眼形噴絲孔，每一個噴絲孔各有二個溝槽，該溝槽在板的一個表面上位于該通孔的相對置的二側處，該二溝槽的長度基本上相等。
噴絲組件的再一實施例涉及鎖眼形噴絲孔，它有一個溝槽，各個噴絲孔上的溝槽長度彼此不相同，該長度與至少一個選擇孔相對應并與之相連通。
再一工藝方法實施例涉及分配步驟它包括b.1)對每一種單色物料進行貯料；b.2)貯好物料后，將該物料分開成多個不同種類的液流；
b.3)將這些不同種類的液流送到每一噴絲板后孔附近。
工藝方法的再一實施例涉及分配步驟它包括b.1)將每種彼此分開的組分送到一系列其上具有帶通孔的凹槽的分配板上；b.2)將在每一凹槽中的液流分開；b.3)使各束液流流到每個噴絲板后孔的附近。
工藝方法再一實施例涉及選擇步驟該選擇步驟僅使單一的組分進入后孔。
工藝方法再一實施例涉及選擇步驟，該選擇步驟使至少二種組分進入每個有效的后孔。
再一實施例涉及使用本發明工藝方法制出的紗線，包括本發明所有上述工藝方法的實施例。
再一實施例涉及具有顏色高度均勻的外觀的混合長絲紗線，這種紗線中至少有三種顏色不同的長絲，該顏色長絲在紗線中的分布基本上均勻。
再一實施例涉及有二個或多個不同的長絲混合區的多組分紗線，該紗線包括至少二種顏色不同的長絲。
再一實施例涉及一種紗線，在這種紗線中，一種顏色的長絲集中在各不相同的區域的一個區域中。
再一實施例涉及一種紗線，在該紗線中，各不相同的區域的另一個區域中是均勻混合的彩色長絲。
實例對照混合長絲紗線制造二種不同的具有一百一十二根長絲的紗線。其中一種紗線是通過分開紡出二十八根蘭色長絲，四十二根灰色長絲和四十二根黑色長絲，然后，經過一個拉伸變形的步驟，將這些長絲進行組合而制成，以生產出具有斑點色或塊團的外觀的混色紗線。另一種紗線是通過分開紡出二十八根紅色長絲，四十二根灰色長絲和四十二根黑色長絲，然后，用同樣方式將它們進行組合而制成。
本發明的混合長絲紗線第二組為二種具有一百一十二根長絲的紗線，是利用本發明第二實施例中第一種設計構形的噴絲組件來制造的(見圖10-16)。其中第一種紗線由二十八根蘭色長絲，四十二根灰色長絲和四十二根黑色長絲組成。第二種紗線由二十八根紅色長絲，四十二根灰色長絲和四十二根黑色長絲組成。從本發明的噴絲組件中紡出的紗線，具有很高的長絲混合度。
上述這四種情況中，這些紗線是用聚乙內酰胺(BS 700F聚合物，可從BASF公司得到)在一熔融噴絲裝置中制造的。該聚合物在265℃溫度下噴出。給紗線涂上整理油并將其拉至3.1的拉伸倍數。在拉伸變形后，以大于1500米/分的速度和大于100克的張力，將紗線卷裝成形。該紗線的旦數為2200。
將紗線相同端結合在一起，然后，將其簇絨成隔距為1/10英寸(0.25厘米)的毛圖地毯，該地毯表面纖維重量為每平方碼24-30盎司(814-1017克/平方米)。由一小組觀察員用匹對的比較法對以上生產出的四種紗線的單色外觀進行鑒定，鑒定結果在表1中列出。0-5級別中的較大數值表示較高的長絲混合度。
表1.所舉實例中的紗線外觀比例(長絲混合度)傳統紗線(蘭、白、黑) 地毯1 1.0(蘭、白、黑) 地毯2 0.8本發明紗線(蘭、白、黑)地毯1 4.6(紅、白、黑)地毯2 3.7本發明另一方面提供一種紗線，在這種紗線中，紗線的一個區域中長絲混合度很高，而在紗線的一個或多個區域中，沒有混合。例如，由三種組分構成一種紗線，在該紗線的一個區域中，這三種組分高度混合，而該紗線的剩余區域則集中由單組分構成。可以設想有二個或多個這樣的組分集中的區域。
權利要求
1.一種用以從至少三種組分紡出混合長絲的噴絲組件，其特征在于，其包括用以接收三束或更多束彼此分開的熔融聚合物液流的接收裝置；一個噴絲板，所述噴絲板具有至少一個后孔，而每一個所述后孔與一個纖維擠出噴絲孔液體連通，所述至少一個后孔中的至少一個后孔為一個與所述接收裝置液體連通的有效后孔；一個位于所述噴絲板上游的分配器件，所述分配器件與所述接收裝置液體連通，所述分配器件具有用以向所述噴絲板分配所述彼此分開的熔融聚合物液流的分配裝置，其中，每一束彼此分開的熔融聚合物液流可到達每一個存在的后孔；一個位于所述噴絲板和所述分配器件之間的選擇組合件，所述選擇組合件具有用以選擇彼此分開的熔融聚合物液流中的哪一個液流流入哪一個有效后孔中的選擇裝置。
2.如權利要求1所述的噴絲組件，其特征在于，所述分配裝置包括一個供每一個液流用的貯池板，所述貯池板具有一個由一個升起的側緣限定的貯池；一個在該貯池板中供每一個后孔用的通孔，所述通孔與相應的所述后孔對準而液體連通，所述貯池與所述接收裝置液體連通，以便接收所述的彼此分開的熔融聚合物液流中的一束液流。
3.如權利要求1所述的噴絲組件，其特征在于，所述分配裝置包括一系列疊放的分配板，每一個分配板具有多個凹槽，每一個所述凹槽具有用以接受來自所述接收裝置的所述彼此分開的熔融聚合物液流中的一束液流的裝置，并具有供相應的所述彼此分開的熔融聚合物液流流動通過所述分配板下游用的裝置，所述可供流動通過的裝置包括在所述凹槽中的多個通孔。
4.如權利要求2所述的噴絲組件，其特征在于，所述選擇組合件具有一個供每一個有效后孔用的單一的選擇孔，所述選擇孔與在所述貯池板中的一個且僅為此一個貯池板中的所述通孔中的一個且僅為此一個通孔對準且流體連通。
5.如權利要求3所述的噴絲組件，其特征在于，所述選擇組合件具有一個供每一個有效后用的孔單一的選擇孔，所述選擇孔與所述凹槽中的所述通孔中的一個且僅為此一個通孔對準且流體連通。
6.如權利要求2所述的噴絲組件，其特征在于，所述選擇組合件包括一個選擇板，所述選擇板具有多個選擇孔和一個下游表面；一個鎖眼板，所述鎖眼板貼靠所述選擇板的所述下游表面并位于所述噴絲板的上游，所述鎖眼板具有上游表面并具有一個供每一個有效后孔用的鎖眼構形噴絲孔，所述鎖眼構形的噴絲孔具有一個通孔和至少一個在所述上游表面中的鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽與所述鎖眼構形噴絲孔中的所述通孔及所述選擇孔中的一個且僅為此一個選擇孔液體連通。
7.如權利要求6所述的噴絲組件，其特征在于，所述鎖眼構形噴絲孔包括兩個鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽與在所述鎖眼構形噴絲孔中的所述通孔液體連通，所述凹槽與所述鎖眼板的所述上游表面中的所述通孔相對置，而所述鎖眼板中的所述兩個凹槽大致長度相等。
8.如權利要求6所述的噴絲組件，其特征在于，所述鎖眼構形噴絲孔具有一個單一鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽具有一個第一端部和一個與所述第一端部相對置的第二端部，所述第一端部與所述鎖眼構形噴絲孔的所述通孔液體連通，而所述第二端部接收來自一個單一選擇孔液流。
9.如權利要求3所述的噴絲組件，其特征在于，所述選擇組合件包括一個選擇板，所述選擇板具有多個選擇孔和一個下游表面；一個鎖眼板，所述鎖眼板貼靠所述選擇板的所述下游表面并位于所述噴絲板的上游，所述鎖眼板具有一個上游表面和一個供每一個有效后孔用的鎖眼構形噴絲孔，所述鎖眼構形噴絲孔具有一個通孔和至少一個在所述上游表面的鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽與所述鎖眼構形噴絲孔中的所述通孔和所述選擇孔的一個且僅為此一個選擇孔液體連通。
10.如權利要求9所述的噴絲組件，其特征在于，所述鎖眼構形噴絲孔包括兩個鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽與所述鎖眼構形噴絲孔中的所述通孔液體連通，所述凹槽與所述鎖眼板的所述上游表面中的所述通孔的相對置，而在所述鎖眼板中的所述兩個凹槽大致長度相等。
11.如權利要求9所述的噴絲組件，其特征在于，所述鎖眼構形噴絲孔具有一個單一鎖眼凹槽，所述鎖眼凹槽具有一個第一端部和一個與所述第一端部相對置的第二端部，所述第一端部與所述鎖眼構形噴絲孔的所述通孔液體連通，而所述第二端部接收來自一個單一選擇孔液流。
全文摘要
一種用于紡出多組分紗線的噴絲組件,包括一個分配器件,該分配器件將彼此分開熔融聚合物液流分配到噴絲板上,從而使每一束彼此分開熔融聚合物液流到達每個有效的噴絲板后孔。在噴絲板與分配裝置之間有一個選擇組合件,它選擇可能流進其后孔的彼此分開熔融聚合物液流。
文檔編號D01D4/06GK1182810SQ97121329
公開日1998年5月27日 申請日期1997年10月24日 優先權日1992年3月30日
發明者G·A·哈根, D·A·布隆, P·E·威爾遜 申請人:美國Basf公司